Décription de base: le principe mécanique des boulons d'ancrage de percussion en acier en carbone

Dans les principaux champs d'ingénierie tels que la construction, la réparation des ponts et l'installation d'équipement, la fiabilité de l'ancrage est cruciale. En tant que boulon d'ancrage mécanique efficace et économique, le principe de travail de base de Ancre de grève en acier en carbone Les boulons sont clairs et ont été testés dans la pratique.

Mécanisme central: la synergie de l'entrouchement mécanique et de la friction
Le principe central des boulons d'ancrage de percussion ne reposait pas sur la liaison chimique, mais sur un emboîtement mécanique pur et l'énorme frottement généré pour atteindre la charge. Son processus de travail peut être divisé en trois étapes clés:

Insertion et alignement axial: Le boulon d'ancrage (généralement composé d'un boulon principal en acier au carbone à haute résistance et d'un manchon ou d'un coin de l'extension qui l'entoure) est inséré dans un trou de substrat pré-percé (généralement du béton, de la maçonnerie ou de la pierre). Le diamètre du trou doit strictement correspondre aux spécifications du boulon d'ancrage pour garantir que le manchon s'adapte étroitement contre la paroi du trou après la mise en place du boulon d'ancrage.

Déformation induite par les percussions: c'est l'action principale. Utilisez un marteau ou un autre outil pour percuter axialement l'extrémité du boulon d'ancrage (généralement la tête de boulon ou une tête de percussion spéciale). Cette force d'impact entraîne l'élément d'extension (comme un coin effilé ou un manchon spécialement conçu) à l'intérieur du boulon d'ancrage pour se déplacer vers le bas le long de l'axe du boulon d'ancrage.

Expansion et verrouillage radiaux: L'élément d'expansion en mouvement vers le bas fait fortement serrer le manchon d'expansion en acier au carbone à l'extérieur. Le manchon subit une déformation plastique contrôlée (déformation permanente) sous une forte pression radiale et est obligé de se développer radialement dans toutes les directions, ainsi:
Morsure mécanique: Le matériau à manches élargie est fortement pressé dans les pores microscopiques et les structures irrégulières de la paroi du trou de substrat, formant un verrouillage mécanique fort (similaire à une clé insérée dans un cylindre de verrouillage).
Contrainte de frottement: L'énorme pression radiale générée par l'expansion provoque une friction statique extrêmement élevée entre la surface extérieure de la manche et la paroi du trou. Cette friction est l'une des forces principales qui résistent au boulon d'ancrage d'être retiré.
Contact complet: L'expansion garantit que le boulon d'ancrage et le trou de forage atteignent une pression de contact maximale et uniforme sur toute la surface de contact.

Le rôle clé de l'acier au carbone: l'équilibre entre la résistance et la ténacité
Le choix de l'acier à haute teneur en carbone car le matériau de base n'est pas un accident, il joue un rôle irremplaçable:
Haute résistance: l'acier au carbone (généralement traité à la chaleur, comme la trempe et la trempe), une résistance à la traction élevée (généralement jusqu'à 400 MPa ou plus), qui peut résister à l'énorme force de percussion d'installation et aux charges de traction et de cisaillement appliquées à l'ancre pendant le service pour empêcher l'ancrage lui-même de se casser.
Ductilité / ténacité nécessaire: En même temps, le matériau doit avoir une ténacité suffisante (obtenue par un contrôle précis de la composition et un traitement thermique) pour lui permettre de subir une déformation plastique contrôlable (expansion) sous l'action de la force de percussion, plutôt que par une fissuration cassante. Cet équilibre de ténacité et de résistance est la base de la fiabilité des ancres de percussion en acier au carbone.
Résistance à l'usure: une bonne résistance à l'usure garantit que les composants clés ne sont pas sujets à une usure excessive lors de l'installation et de la frottement des percussions avec le substrat, affectant les performances porteuses.

Le principe de travail central des ancres de percussion en acier au carbone est essentiellement pour convertir efficacement l'énergie cinétique de percussion axiale en énergie mécanique de l'expansion radiale et énergie de contrainte de frottement. Sa fiabilité provient du fort verrouillage mécanique et du frottement généré par le matériau en acier carbone à haute résistance et dur pendant le processus de déformation plastique contrôlé. Comprendre ce mécanisme physique clair et direct est crucial pour que les ingénieurs sélectionnent, installent et évaluer correctement les performances de ces boulons d'ancrage. Cette ancrage, qui repose sur la capacité de résistance et de déformation du matériau, fournit une solution efficace et fiable dans de nombreux scénarios.